افزایش ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن با استفاده از نانوالکترودهای Cu-Fe-MWCNT و Cu-Co-MWCNT

سیفی علمی, شکوفه; محمدی, لیلا; مالمیر, مریم; جوانمرد, فائزه; ورشوی, شکوفه

doi:10.47176/ijpr.25.3.12001

افزایش ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن با استفاده از نانوالکترودهای Cu-Fe-MWCNT و Cu-Co-MWCNT

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

شکوفه سیفی علمی ¹

لیلا محمدی ¹

مریم مالمیر ¹

فائزه جوانمرد ²

شکوفه ورشوی ³

¹ گروه فیزیک، دانشگاه لرستان

² گروه شیمی، دانشگاه لرستان

³ دانشگاه صنعتی سیدنی

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.3.12001

چکیده

در پاسخ به بحران جهانی آب و هوا، تلاش برای جایگزین های انرژی پایدار شدت یافته است و هیدروژن به دلیل ماهیت پاک و تجدید پذیر آن به عنوان یکی از رقبای پیشرو در حال مطرح شدن است. این مطالعه به بررسی افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی هیدروژن با استفاده از نانوالکترود هایCu-Fe-MWCNT و Cu-Co-MWCNT، به عنوان الکترودهای کار می‌پردازد. سنتز این نانوالکترودها از طریق فرایند رسوب الکتریکی به دست آمد و ویژگی‌های ساختاری و ترکیبی آن‌ها با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. قابلیت ذخیره‌سازی هیدروژن این مواد از طریق روش کرونوپتانسیومتری ارزیابی شد. یافته‌ها نشان می‌دهد که نانو الکترود Fe/MWCNT پایداری و کارایی بهتری را در ذخیره‌سازی هیدروژن در مقایسه با الکترودCo/MWCNT ارائه می‌کند که پتانسیل آن را به عنوان یک ماده برتر برای کاربردهای ذخیره‌سازی هیدروژن به روش الکتروشیمیایی نشان می‌دهد. این تحقیق به پیشرفت فناوری‌های ذخیره‌سازی هیدروژن کمک می کند و از نقش هیدروژن در اکوسیستم انرژی پایدار حمایت می‌کند.

کلیدواژه‌ها

نانوالکترود Co/MWCNT و Fe/MWCNT

نانوساختارها

الکتروشیمیایی

ذخیره هیدروژن

موضوعات

مواد نانو

عنوان مقاله English

Enhancing hydrogen storage capacity using Fe-MWCNT and Co-MWCNT nanoelectrodes

نویسندگان English

Shokufeh Seifi Elmi ¹

Leila Mohammadi ¹

Maryam Malmir ¹

Faezeh Javanmard ²

Shokufeh Varshoy ³

¹ Department of Physics, Lorestan University, Khorramabad 68151-44316, Iran;

² Department of Chemistry, Lorestan University, Khorramabad 68151-44316, Iran

³ University of Technology Sydney

چکیده English

In response to the pressing global climate crisis, the quest for sustainable energy alternatives has intensified, with hydrogen emerging as a leading contender due to its clean and renewable nature. This study explores the enhancement of hydrogen storage capacity using novel nanoelectrodes, specifically Cu-Fe-MWCNT and Cu-Co-MWCNT, as negative electrodes. The synthesis of these nanoelectrodes was achieved through an electrodeposition process, and their structural and compositional properties were examined using X-ray diffraction (XRD), Energy-dispersive X-ray spectrum (EDX), and scanning electron microscopy (SEM). The hydrogen storage capabilities of these materials were assessed via chronopotentiometry. The findings reveal that the Fe/MWCNT nanocomposite electrode offers improved stability and efficiency in hydrogen storage compared to the Co/MWCNT electrode, suggesting its potential as a superior material for electrochemical hydrogen storage applications. This research contributes to the advancement of hydrogen storage technologies and supports the role of hydrogen in the sustainable energy ecosystem.

کلیدواژه‌ها English

Co/MWCNT and Fe/MWCNT nanoelectrodes

Nanostructures

Electrochemical

Hydrogen storage

J Chi and H Yu, Chinese J. Catal. 39 (2018) 390.
N M Adli, H Zhang, S Mukherjee, and G Wu, Electrochem. Soc. 165 (2018) J3130.
Sh Varshoy, B Khoshnevisan, M Mohammadi, and M Behpour, Physica B 526 (2017) 143.
S Varshoy, B Khoshnevisan, and M Behpour, J. Hydrogen Energy 44 (2019) 6674.
B Tanç, H T Arat, E Baltacıoğlu, and K Aydın, J. Hydrogen Energy 44 (2019) 10120.
P Nikolaidis and A Poullikkas, Sustain. Energy Rev. 67(2017) 597.
H B Navaid, H Emadi, and M Watson, J. Hydrogen Energy 48 (2023)10603.
A Zonarsaghar, M M Kamazani, and S Z Ajabshir, Mater. Sci. Mater. Electron. 33 (2022) 6549.
K Kajiwara, H Sugime, S Noda, and N Hanada, Alloys Compd. 893, 162206 (2022).
L Ren, W Zhu, Q Zhang, C Lu, F Sun, X Lin, and J Zou, Eng. J. 434 (2022) 134701.
S Varshoy, B Khoshnevisan, and M Behpour, Nanotechnology 29 (2018) 075402.
S U Rather, J. Hydrogen Energy 45 (2020) 4653.
S U Rather, R Zacharia, M Naik, S W Hwang, A R Kim, and K S Nahm, J. Hydrogen Energy 33 (2008) 6710.
R Strobel, J Garche, P T Moseley, L Jorissen, and G Wolf, Power Sources 159 (2006) 781.
Y Ren and D L Price, Phys. Lett. 79 (2001) 3684.
S Patchkovskii, J S Tse, S N Yurchenko, L Zhechkhov, T Heine, and G Seifert, Natl. Acad. Sci. 102 (2005) 10439.
M Mohammadi, B Khoshnevisan, and S Varshoy, J. Hydrogen Energy 41 (2016) 10311.
S J Yang, J H Cho, K S Nahm, and C R Park, J. Hydrogen Energy 35 (2010) 13062.
S C Mu, H L Tang, S H Qian, M Pan, and R Z Yuan, Carbon 44 (2006) 762.
S Li, W Pan, and Z Mao, J. Hydrogen Energy 30 (2005) 643.
A Reyhani, S Z Mortazavi, S Mirershadi, A Z Moshfegh, P Parvin, and A Nozad Golikand, Phys. Chem. C 115 (2011) 6994.
M Bordbar, T Alimohammadi, B Khoshnevisan, B Khodadadi, and A Y Faal, J. Hydrogen Energy 40 (2015) 9613.